CHIMIE La chimie aujourd'hui
En tant que discipline, la chimie est demeurée attachée à ses traditions, à des subdivisions établies depuis le xixe siècle pour la plupart, qui conservent une surprenante vitalité. Elles sont regroupées sous le titre Voies classiques. Mais toute présentation de la chimie contemporaine, et de ses avancées les plus prometteuses, doit tenir compte du tournant biologique pris par la discipline à la fin du xxe siècle : tel est l'objet du chapitre Exploration de la nature. Et, surtout, la chimie d'aujourd'hui est d'ores et déjà celle de demain. Le chapitre Innovation présente ainsi, réunies par thèmes, les sous-disciplines existantes, robustes, ayant déjà fait la preuve de leur dynamisme, qui se désignent d'elles-mêmes à toute prospective.
Cet état des lieux de la chimie montre un ensemble cohérent, mais bigarré et mouvant. Quant aux acteurs, les chimistes, ils se partagent entre une poignée d'éclaireurs aventureux et de gros bataillons venus occuper les territoires qu'ont définis quelques pionniers. Il est de bonne gestion, tant du côté de la science que de celui de l'industrie, de ne négliger aucun des deux groupes, sous peine de stérilité.
Les indications bibliographiques permettront aux lecteurs désireux d'en savoir davantage de rassembler une première documentation de qualité.
Voies classiques
Chimie minérale
Le territoire de la chimie minérale englobe l'ensemble des éléments de la classification périodique hormis le carbone ; c'est dire sa richesse potentielle. L'un des axes de recherche féconds est la conception de composés ayant des liaisons multiples entre deux atomes d'un même élément, par exemple une liaison triple silicium-silicium ou une liaison quintuple uranium-uranium. Franck Albert Cotton (1930-2007) a mis à son actif de telles réalisations.
De fait, l'analogie avec les molécules de la chimie organique guide souvent les minéralistes. La problématique du mécanisme des réactions, la caractérisation d'intermédiaires réactionnels, radicalaires en particulier, sont exploitées. Ainsi, la chimie minérale suit la chimie organique, avec un décalage de parfois quelques décennies.
Le raisonnement analogique se base sur une relation verticale dans le tableau périodique : par exemple, remplacement du carbone par le silicium. Il tire parti d'une relation diagonale et d'électronégativités comparables : par exemple, remplacement du carbone par le phosphore, conduisant, entre autres, à la préparation de phospha-alcènes R1P=CR2R3 qui sont ensuite polymérisés ; ou encore analogues P=N de liaisons C=C. Il exploite la notion de systèmes isoélectroniques pour élaborer des édifices moléculaires avec des paires d'atomes bore-azote à la place de paires carbone-carbone. Des notions qui servirent de moteurs à la chimie organique des années 1960, comme l'élaboration de systèmes à délocalisation électronique aromatique ou au contraire antiaromatique, font aussi florès.
Une bonne part des avancées de cette sous-discipline lui vient d'applications telles que la conception et l'obtention de nouveaux matériaux présentant divers types de magnétisme ou ayant d'intéressantes propriétés optoélectroniques, de polymères de types inédits, de films minces.
Chimie organique
Au contact de la biochimie
La chimie organique est celle des composés du carbone : sa richesse, la profusion des formes moléculaires concevables et matérialisables, vont bien au-delà des molécules qu'on trouve dans les organismes. Les seules limites sont celles de son propre imaginaire.
Dans la mythologie grecque, Dédale fabriquait de savantes machines, comme celle qui permit à Icare de voler. Comme lui, les organiciens inventent et réalisent des daidala moléculaires. Aujourd'hui, elles sont de l'ordre du nanomètre pour la taille, et du ressort des nanotechnologies[...]
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Écrit par
- Pierre LASZLO : professeur honoraire à l'École polytechnique et à l'université de Liège (Belgique)
Classification
Médias
William Knowles, Prix Nobel de chimie 2001
Gerry Penny/ EPA
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Courtesy IBM Research, Almaden Research Center
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